[實用新型]一種燃氣輪機火焰筒與過渡段的連接與冷卻裝置

有效

• 申請號: 201420818449.4
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN204404244U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 楊旭;孫曉
• 申請（專利權）人: 北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
• 主分類號: F23R3/60
• 分類號: F23R3/60;F23R3/42;F23M5/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，特別是涉及一種燃氣輪機火焰筒與過渡段的連接與冷卻裝置。

背景技術

地面燃氣輪機系統的燃燒室一般包含頭部燃燒器組件、火焰筒和過渡段等主體結構。燃料和壓縮空氣經由燃燒室頭部燃燒組件的噴射和摻混，在火焰筒內發生化學反應，將化學能轉化成內能，生成熱燃氣。

火焰筒的作用主要是為燃料和壓縮空氣的化學反應提供充足的反應空間，過渡段則主要作為導流襯里，起到組織流場作用，將熱燃氣引導到透平，以完成膨脹做工過程。現代燃氣輪機的燃燒室火焰溫度不斷提高，最高溫度可達2000攝氏度以上，局部壁面熱流體溫度可達1400攝氏度，火焰筒和過渡段的熱負荷不斷增加，對冷卻技術的要求也不斷提高。

對燃燒室而言，空氣流量的分配和管理是重要的。為了防止氣缸中的壓縮空氣從火焰筒與過渡段的連接處流入熱流體通道，該連接處需考慮密封問題，典型的密封結構包括呼啦密封、織物密封等，密封件通常工作在較大溫度梯度和壓力梯度下。另一方面，密封件的使用導致火焰筒末端熱量不易散發，造成局部壁面超溫，進一步影響到火焰筒和密封件兩者的使用壽命。為了改善此種狀況，已知的現有技術包括：對密封件的調整，如加工出氣流通路，以降低溫度；在火焰筒上加工出槽縫，進而形成通道冷卻。前者不易控制冷卻氣量且對火焰筒冷卻的改善效果欠佳，后者具有的冷卻性能潛力受限于結構特性，且周向和軸向的冷卻均勻性一般。對火焰筒與過渡段而言，需要提供一種能夠實現高效冷卻并且結構可靠，便于加工的連接結構。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題是如何大幅提高火焰筒與過渡段的冷卻性能。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種燃氣輪機火焰筒與過渡段的連接與冷卻裝置，其包括火焰筒下游端部、環形套管、環形密封件和過渡段上游端部，所述火焰筒下游端部的外表面設有若干按規律排布的凸起，所述環形套管套設在所述火焰筒下游端部上，兩者之間形成冷卻氣體流通的中間夾層，所述環形套管上設有多個通氣孔，所述環形套管與所述過渡段上游端部之間通過所述環形密封件密封連接。

其中，所述環形密封件包括定位密封環和設于所述定位密封環上的多個彈性密封條，所述彈性密封條沿所述定位密封環的周向均布設置，所述彈性密封條呈圓弧形，且圓弧隆起方向為所述定位沿密封環徑向。

進一步地，所述定位密封環固定套設在所述環形套管上，所述過渡段上游端部卡壓在所述彈性密封條外圍。

其中，所述凸起的橫截面呈菱形，其中的一條對角線與所述火焰筒下游端部的軸線平行，且該對角線通過的菱形夾角為銳角。

其中，所述凸起的橫截面呈平行四邊形，所述平行四邊形的一條邊與所述火焰筒下游端部的軸線垂直或平行。

其中，所述凸起的橫截面呈矩形，所述矩形的一條邊與所述火焰筒下游端部的軸線平行。

其中，所述凸起交錯排布在所述火焰筒下游端部的外表面，且所述凸起的排布數量沿所述火焰筒下游端部的排布數量為下游多于上游。

(三)有益效果

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型提供的一種燃氣輪機火焰筒與過渡段的連接與冷卻裝置，采用在所述火焰筒下游端部的外表面設有若干按規律排布的凸起，所述環形套管套設在所述火焰筒下游端部上，兩者之間形成冷卻氣體流通的中間夾層，所述環形套管上設有多個通氣孔，二者為冷卻氣體的流入提供流通通道；設置的所述凸起能夠強化換熱，進而能夠有效降低火焰筒和過渡段的溫度，冷卻效果好；所述環形套管與所述過渡段上游端部之間通過所述環形密封件密封連接，連接方便，而且連接可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型一種燃氣輪機火焰筒與過渡段的連接與冷卻裝置的整體結構剖視圖；

圖2為圖1的立體分解圖；

圖3為本實用新型典型實施例的裝配示意圖以及連接部分的局部剖視圖；

圖4為從圖3的局部剖視圖中截取和放大的示意圖；

圖5為本實用新型所述彈性密封環的三維結構示意圖；

圖6為本實用新型所描述的另一個實施例的局部示意圖；

圖7為本實用新型所描述的又一個實施例的局部示意圖。

圖中：11：凸起；12：火焰筒下游端部；13：環形套管；14：環形密封件；15：中間夾層；16：火焰筒；17：過渡段上游端部；18：通氣孔；19：定位密封環；20：彈性密封條；L1：菱形的一條對角線；L2：火焰筒下游端部的軸線；α：菱形夾角。